DE2014485A1

DE2014485A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes

Info

Publication number: DE2014485A1
Application number: DE19702014485
Authority: DE
Inventors: William J.; Olshaske Edward R.; Muskegon Mich. CoIe (V.St.A.)
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1970-03-25
Publication date: 1970-10-29
Also published as: GB1306537A; US3649326A; JPS5031069B1; SE371784B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl,-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

Brunswick Corporation . Cliicag'ö, .Illinois / V. St. A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines' beschichteten Gegenstandes

I;ie Erfindung· betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes, wobei ein elektrisch leitender rlürper mit einer äusseren Form gleich dem oder etwas kleiner als der herzustellende Gegenstand über einem Wirbelbett det; Schichtmaterials z,ur Beschichtung des Gegenstands angeordnet und das festgehaltene Schichtruaterial zur Bildung einer Schicht an dem Körper geschmolzen wird. Mit feinem solchen Verftihren können beispielsweise Kegel u.dgl. mit einer Kunststoffschicht überzogen werden.

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Es ist bekannt, Gegenstände, wie z.B. Kegel dadurch zu beschichten, dass ein Wirbelbett des Schichtmaterials gebildet wird und der zu beschichtende Gegenstand erhitzt momentan in das Wirbelbett eingebracht wird, um das fluidisierte Material auf der Oberfläche des erhitzten Gegenstandes zu schmelzen. Auch ist ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen bekannt, nach dem der Gegenstand über einem Wirbelbett des Schichtmaterials aufgehängt und die Partikel des Schichtmaterials elektrostatisch von der oberen Grenze des P Wirbelbetts zu dem darüber!legenden Gegenstand ausschliesslich infolge der elektrostatischen Anziehung steigen. Ausserdem ist es bekannt, die Ablagerung einer Schicht aus einer Wolke von Partikeln zu bewirken, die nur durch elektrostatische Ladungen gebildet wird.

Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Medium in einer überschussmenge in das Wirbelbett eingeführt wird, die ausreicht, um eine darüberliegende, wenigstens einen Teil des Körpers umgebende Wolke zu bilden,und dass zwischen dem Schichtrnaterial in der Wolke und dem Körper eine elektrostatische Spannungsdifferenz gebildet wird, um das Schichtmaterial elektrostatisch an dem Körper vor lern Schmelzen des Materials zu halten. Dadurch lässt sich ein Gegenstand derart beschichten, dass die Dicke der Schicht dort am grössten ist, wo die Teile liegen, die der grössten Abnutzung unterliegen. Wenn der zu beschichtende Gegenstand beispielsweise ein Kegel ist, erhält man die grösste Dicke der Schicht an den runden Teilen des Kopfes und des Bauches, an denen normalerweise die grösste Abnutzung auftritt.

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In den Figuren 1 bis 4 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und nachstehend erläutert« Es zeigts

Pig-. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines beschichteten Gegenstands,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren Vertikalschniit der Vorrichtung während des Schmelzens des Schichtmaterials auf dem Gegenstand und

Fig» 4 eine Seitenansicht eines teilweise geschnittenen, gemäss der Erfindung beschichteten Kegels«

Das erfindüngsgeraässe Verfahren besteht darin, dass ein Gegenstand 10, der zu beschichten ist, in einer Wolke 11 des Beschichtungsmaterlals angeordnet wird und mittels einer elektrostatischen Einrichtung 12 in Form einer dünnen Schicht 13 auf dem Gegenstand 10 gehalten wird* Die aufgebrachte Schicht 13 wird dann mittels einer geeigneten Schmelzeinrichtung 14 geschmolzen, um den beschichteten Gegenstand 15 iu bilden« Bei der dargestellten AusfUhrungsform besteht der beschichtete Gegenstand 15 aus einem Kegel mit einem Holzkörper 10 mit einem geeigneten Kunststoffmaterial, wie z*D. Zelluloseacetobutyrat, Äthylzellulose usw.

Wie in Figo 1 gezeigt, wird der Körper in einer Zerstäubungskammer 16, die von einem Gehäuse 17 begrenzt wird, angeordnet und an einer drehbaren Halterung 18

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befestigt, um sich axial horizontal in die Kammer zu erstrecken. Die Halterung 18 ist so angeordnet» dass sie den Gegenstand 10, wie in Fig. 2 gezeigt ist, an der oberen Grenze einer Wolke 11 aus Kunststoffpulver hält, das durch die Einführung von Druckluft durch eine Einlassöffnung 23 unter einer perforierten Platte 2k zerstäubt wird, die eine Menge 25 des pulverisierten Kunststoffs trägt. Die aufwärts durch den pulverisierten Kunststoff strömende Luft bildet die Wolke 11, die den unteren Teil des Kegels umgibt. Wenn der pulverisierte Kunststoff aus Zelluloseacetobut/· at oder Äthylzellulose besteht, kann die Partikelgrböse etwa 20 bis 300 Mikron betragen. Vorzugsweise beträgt die Grosse etwa 50 bis 150 Mikron« Mit einem solchen Pulver kann die Luft mit einem Druck von etwa 0,07 kg/cm eingeführt werden, um die gewünschte Wolke 11 zu bilden.

Die Wolke 11 bringt daher das Pulver nur zu dem unteren Teil des Kegels 10, wenn sich dieser dreht. Damit das Pulver an dem Körper 10 zum nachfolgenden Schmelzen gehalten wird, kann das pulverisierte Material nahe der r Platte 2k eine elektrostatische Ladung erhalten. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann die elektrostatische Ladeeinrichtung 12 ein zick-zack-förmiges Gitter 26 aus Stabdrähten 27 aufweisen, die auf einem geeigneten isolierenden Gestell 28 getragen werden. Eine Hochspannungsquelle 29 ist durch eine Plusleitung 23 an die Grundplatte 21 und durch eine Minusleitung 31 an die Drähte 27 angeschlossen. Die Hochspannungsquelle 29 besitzt vorzugsweise eine elektrostatische Ladeein-

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richtung zur Erzeugung einer Spannungsdifferenz zwischen dem Gitter 26 und dem Kegel 10, die z.B. weniger als etwa 30 KV beträgt, um die gewünschte Haftung zu erzielen, während jedoch der Ladungseffekt daran gehindert ■ wird, die Ablagerung zu steuern und eine im wesentlichen gleichmässige Ablagerungsdicke zu bewirken. Ein Strombegrenzungswiderstand 32 kann in der Leitung 31 zur Regelung des Stromflusses in dem System vorgesehen werden.

Der Gegenstand 10 kann so mit einer Schicht aus Kuns tstoffmaterial durch Ablagerung des pulverisierten Kunststoffes auf der Oberfläche des Gegenstandes versehen werden, an dem er elektrostatisch gehalten wird. Vorzugsweise besitzt der Gegenstand eine begrenzte Leitfähigkeit, um die gewünschte Partikelhaftung zu bewirken. Wenn das Produkt ein Kegel ist, kann der Gegenstand 10 aus Holze hergestellt sein und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6 bis 9 't> besitzen. Wenn Gegenstände mit niedriger Leitfähigkeit mittels des beschriebenen Verfahrens beschichtet werden sollen, kann vor dem Kun^ststoffbeschichtungsvorgang eine Oberflächenbehandlung z.B. durch vorheriges Beschichten .der Oberfläche mit einem leitfähigen Material durchgeführt werden. Der Gegenstand 10 wird langsam in der Wolke 11 gedreht, um die gewünschte Ablagerung des pulverisierten Kunststoffs auf der Aussenflache sicherzustellen. Die verdickten Teile 10a und-10b des Gegenstandes bilden Bereiche, an denen die elektrostatische Ladung konzentriert ist, wodurch eine dickere Schicht des pulverisierten Kunststoffs verglichen mit der Dicke der Schicht an den anderen Teilen des Gegenstandes an diesem gehalten wird. Wenn'

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der Gegenstand 10 ein Kegel ist, besitzen der Bauchteil 10a und der Kopfteil 10b Oberflächenteile, die für eine relativ grosse Abnutzung anfällig sind, und das beschriebene Verfahren schafft somit einen verbesserten Kegel, bei dem die Teile, die am meisten abgenutzt werden, die grösste Schichtdicke aufweisen. Wie oben erläutert wurde, hält die elektrostatische Ladung den pulverisierten Kunststoff an dein Gegenstand 10 fest und lässt dessen nachfolgende Schmelzung durch einen geeigneten Schmelzvorgang zu. Der festgehaltene pulverisierte

P Kunststoff kann durch Behandlung in der Schmelzeinrichtung 14 mit einem geeigneten Lösungsniit teldampf 33» z.B. Trichloräthylen, in einem geeigneten Behälter 3^ geschmolzen werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Der sich ergebende Kegel 15 besitzt somit eine unterschiedlich dicke Schicht 35» die an dem Rohgegenstand 10 befestigt ist, um einen verbesserten Kegel mit erhöhter Lebensdauer zu schaffen, bei dem die Kunststoffschutzschicht mit der grössten Dicke an den am meisten für eine Abnutziing anfälligen Teilen gebildet wird, d.h. an den Teilen 3a und 3b, die den Teilen 10a und 10b des liohgegenstandes 10 entsprechen. Die Ablagerung kann in geeigneter V/eise gesteuert werden, um sicherzustellen, class der Kegel 15 genau die gewünschte Aus senf orm erhält. Die Schicht bildet einen sich über den gesamten Kegel erstreckenden äusseren harten, widerstandsfesten Überzug, der eine lange Lebensdauer bei minimalen Kosten schafft.

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Die Erfindung umfasst die Bildung der Wolke 11 aus dem pulverisierten Kunststoffmaterial 25 unabhängig von der elektrostatischen Ladeeinrichtung 12. Somit wird bei dem beschriebenen Verfahren der Herstellung des beschichteten Gegenstands der pulverisierte Kunststoff auf den Gegenstand mittels der Strömungsluftvorrichtung aufgebracht; dies ist ein Unterschied zu den bekannten Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen mittels elektrostatischer Anziehung. Bei dem vorliegenden Verfahren werden die Partikel an der Oberfläche des Gegenstands durch die elektrostatischen Ladungen gehalten.

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Claims

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Patentansprüche

}ΐΛ Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes, wobei ein elektrisch leitender Körper mit einer äusseren Form gleich dem oder etwas kleiner als der herzustellende Gegenstand über einem Wirbelbett des Schichtmaterials zur Beschichtung des Gegenstands angeordnet und das festgehaltene Schicht-

k material zur Bildung einer Schicht an dem Körper geschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Indium in einer Überschussmenge in das Wirbelbett eingeführt wird, die ausreicht, um eine darüberliegende, wenigstens einen Teil des Körpers (10) umgebende Wolke (11) zu bilden, und dass zwischen dem Schichtmaterial in der Wolke und dem Körper eine elektrostatische Spannungsdifferenz gebildet wird, um das Schichtmaterial elektrostatisch an dem Körper vor dem Schmelzen des Materials zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) in der Wolke (11) bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolke (11) so ausgebildet wird, dass sie sich nach oben nur' zu dem unteren Teil des Gegenstands (10) erstreckt, und dass der Gegenstand (10) so bewegt wird, dass aufeinanderfolgend unterschiedliche Teile des Gegenstandes unten angeordnet werden.

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4. Verfalireii nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) eine Symmetrieachse auf-weist und um diese gedreht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolke ( 1 1 )-. so ausgebildet wird, dass sich das Schichtinaterial vorwiegend im wesentlichen in einer Richtung gegen den Körper (1O) bewegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolke (Ti) so ausgebildet Wird, dass sich das Scliichtmaterial nach oben zu dem Körper (IO) bewegt.

"'/. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatische !spannungsdifferenz zwischen, dem ochichtmaterial und dem zu beschichtenden Körper· derart ausgebildet ist, dass das HEiter-ial au dem· Körper derart gehalten wird, dass die grosste Schichtdicke an den Teilen mit der grössten elektrostatischen Anziehung liegt.

d. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch _f,ekennzeiclinGfc, dass das in das Wirbelbett eingeführte Medium Drucklufb mit einem Druck von etwa U , ü-7 kg/cin*~ ist.

'_), ~V er fahren nach einem der Ansprüche 1 bis Ü, dadurch {-■ekeiinzeichuet, cIciks die Par tlkelgrüsse des Schichtuiateriais etwa 20 bis 'JOO .Mikron und vorzugsweise etwa ^O bis 1;"50 Mikron Iret.rrl·.; b.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 91 dadurch gekennzeichnet, dass das ochichtmaterial aus Zeilulose acetubutyrat, Xthylzelluiose o.dgi. besteht.

11. Verfahren nach einem der Arispxüiche 1 bis 1O, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaimun^sdifferenz weniger als etwa 3^ KV betragt.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

^ einem der Ansprüche; 1 bis 1O, gekennzeichnet durch

eine Kammer (ib) mit einer Platte (k.k) zur Aufnahme des Schichtmaterials in Pulverform, einem über der Platte (2^) angeordneten Drahtgitter (^7)» einer drehbaren Halterung ( 1- ) iüi" den zu beschichtenden Gegeiifa tand ( H)) , und eine an aas Gitter (^7) und die Halterung (ίο) iui_Lje&chlo:iseue lipannuiigsquelle (1^)

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